矿山岩土工程深基坑支护技术与勘查技术研究

陈敬朋

（广东有色工程勘察设计院，广东 广州 510000）

针对矿山岩土工程展开施工作业时，想要对其深基坑不均匀沉降、塌陷等问题做出有效处理，就必须要在先期科学采用勘查技术，以此来充分了解深基坑的实际状况，从而在后期有效利用支护技术，整体提高矿山岩土工程的稳定性，避免有安全事故的发生，维护施工人员、采矿人员自身的安全，也避免矿产企业蒙受过大的经济损失，实现矿山岩土工程深基坑整体施工质量的强化，促进我国采矿事业的持续化、稳健化发展。

1 矿山岩土工程深基坑支护技术及勘查技术的特征

首先，相比其他类型的工程，矿山岩土工程在施工的条件方面呈现出较高的特殊性。由此可见，相关从业者必须要充分且深入剖析及了解分布地层的状况。并且，还需要全面掌握所在区域分布水文的状况，以此来促使设计人员所确立的施工方案具备更高的可行性、合理性。

其次，在剖析施工所在区域的具体环境过程中，相关从业者除了需要整体了解实际的环境情况之外，还必须要全面掌握施工所在区域四周的环境状况，以此来确保相关从业者可以更加精准的分析环境参数及指标，随后，将分析所获取的数据结果作为依据，确立出科学有效、切实可行的施工方案。可以说，在实际展开施工作业期间，施工企业应该综合性考量所在区域的环境情况及四周环境情况。与此同时，在分析环境因素之时，施工企业还需要加强与水利部门、电力部门之间的沟通，细致勘查所在区域电缆线、管道等设施[1]。若在勘查过程中发现设施有问题存在，就必须要在正式施工期间，迁移或者是保护这些设施。

再次，针对矿山岩土工程予以作业施工期间，应用勘查技术时，相关从业者必须要整体了解与全面掌握实际勘查的布置状况。在勘查一些地层比较软的岩石期间，勘查人员需要将相应的规定、标准作为依据，认真实施此项工作，以此来保障后续的施工能够在高质量、高效率的氛围下进行。与此同时，明确勘查深度时，相关从业者也必须要完全掌握完成施工工序之后是否具备良好的承载性能。由此可见，相关从业者需要整体了解施工所在区域的各项指标以及地质具体状况，以此来精准评估所掌握的数据。

最后，针对布置勘查工作的布置过程而言，同样也需要引起相关从业者的密切关注，同时，对所在区实际的限制条件予以明确。例如：难以在施工区域内布置大型的设施仪器，此时便需要相关从业者能够深入了解区域内实际的施工条件，以此来为顺利、正常开展矿山岩土工程施工起到良好的推进效用。

2 矿山岩土工程深基坑支护技术

2.1 土钉墙支护技术

在针对矿山岩土工程的深基坑展开支护期间，土钉墙支护技术的运用较为普遍，在组成其支护结构方面相对比较简单，主要是采取土钉群、混凝土以及加固土体等，因此，在造价方面，该支护技术相对较低，同时，该技术也具备柔性高、施工便利等优势，在对地层压力予以抵制时，也可发挥出良好的功效。在利用该技术期间，必须要相应的构建起排水网络，促使深基坑的地下岩土能够发挥出理想的排水作用[2]。除此之外，针对于注入水泥浆的相关程序而言，同样也需要引起相关施工者的高度重视，要求其能够在支护体中顺利且有效注入水泥浆材料，达成土钉墙支护成效的强化，并且充分保证矿山岩土工程深基坑整体的稳固度以及安全度。

2.2 护坡桩支护技术

施工快捷且简便、成桩率高属于采用护坡桩支护技术最为显著的特征，因此，在针对矿山岩土工程的深基坑支护施工来讲，得到了广泛且普遍的利用，特别是针对深基坑较为复杂的工程，更是取得了理想的应用成效。通常的情况下，此技术主要是运用钻孔技术。在实施护坡桩支护操作期间，相关施工者必须要对相应的设计方案、施工标准严格执行，积极落实各项要求，以此来对成桩的最终质量予以保证[3]。正式开展护坡桩支护的过程中，需要多次展开钻孔注浆操作，直至其成桩，由此可见，往往针对注浆操作的质量提出了较高、较严格的要求，需要相关施工者能够对施工工艺做出充分掌控，以此来实现成桩率的提高，也赋予矿山岩土工程深基坑更高的安全性以及更强的稳定性。

2.3 土层锚杆支护施工

所谓的土层锚杆支护施工，实际上，就是通过锚杆钻机的运用，从而直接钻孔至预期所设定的深度，并且在孔中注入量度始终的水泥浆，来充分保护孔壁，同时，还需对钢丝绞线予以穿插，实施补浆的多次操作，最后对相关的设计标准要求严格遵守，保障其强度，对锁定张拉予以完成。通常的情况下，土层锚杆施工主要采取该流程：将设计的标准要求作为依据，相关测量人员需要在先期于施工所在区域内精确定位锚杆，随后，准备好锚杆及且做好细致的检查，在确保锚杆机无任何潜在事故问题以后，正式开展下一步的钻孔操作，同时，在钻孔的过程中，需要对相应的设计标准要求始终遵照，以此来保障钻孔的深度能够同预期的要求相符[4]。并且，在利用锚杆的过程中，针对部分隐蔽工程需要特别引起注意，做出细致的检查及认真的记录。与此同时，如若在操作期间遇到障碍物或者是发生异常现象，必须要即刻停止钻孔操作，随后，深入剖析问题，积极采取相应的处理措施，在处理好问题之后，方可再度展开钻孔操作。于钻孔操作的过程中，相关人员需要对操作规程严格遵守，以精准化、严格化的形式管控锚杆水平方向，促使其误差值能够＜50mm，并且，严格管控垂直方向上孔距＜100mm的误差值。除此之外，还需要严谨管控偏斜钻孔底部的尺寸，确保其并未超出3%的锚杆长度。实施注浆操作期间，针对所用材料的筛选以及比例的明确，需要具备合理性、科学性，同时，将设计的标准要求作为依据，确保浆液拥有良好的清洁度，予以搅拌期间，始终遵守相应的工艺要求。最后，展开张拉锚杆操作期间，针对张拉设施应预先做好相应的标定，并且将台座及锚固体超过15MPa混凝土强度作为依据，实施张拉操作。

2.4 深层搅拌桩支护技术

就当前的现状而言，格栅形式属于我国多数采取的深基坑搅拌技术形式，特别是在＜7m的深度，且坑边及红线存在距离相当的二级深基坑、三级深基坑中，此形式的运用更是普遍，能够获取更为理想的成效。在具体的施工方法方面，矿山岩土工程深基坑深层搅拌桩支护技术主要为：依据规定的比例，对水泥、石灰等材料进行均匀混合，从而制成一种固化剂，以高强度的形式，同软土之间展开机械搅拌，软土在混合之后，由于其同固化剂之间产生物理反应以及化学反应，因此，会持续增加硬度，以此来确保块体以及桩体具体良好的稳固度[5]。可以说，深层搅拌桩技术应用下所形成的支护形式，因为水泥具备良好的防渗性，因此，其防渗透、挡水性能要更强。在支护矿山岩土工程的深基坑期间，深层搅拌桩技术的原理便是让岩土体的侧向力受到深层搅拌桩的重力抵抗，以此来强化其稳固度。除此之外，此技术能够采用机械设施展开挖土操作，有效减轻操作的强度，且显著降低投入的资金成本。

2.5 钢板桩支护技术

通常的情况下，主要由夹扣或者是带锁口以及热轧钢板来制成钢板桩。通过互相连接这些钢板桩，从而形成一道坚固的钢板桩墙，现阶段，主要在挡水、挡土等方面广泛利用该支护技术。针对于钢板桩来讲，直腹型、Z型以及U型属于常用且常见的钢板桩截面类型。作为使用普遍广泛、施工快捷简便的一种结构形式，钢板桩能够赋予矿山岩土工程深基坑良好的支护成效，但是，在正式予以施工的过程中，极有可能导致附近基础出现变形状况，对四周环境产生振动影响，且产生的噪音分贝相对较大，在使用方面，往往存在一定的限制，因此，必须要将工程实际状况作为依据，综合性考量是否采用该技术[6]。除此之外，钢板桩自身具备较高的柔性，例如：锚固体系设置或者是支护等，会存在较大的变形，因此，如果支护深基坑的深度＞7m，最好不要采取该技术，并且，若需要拔除钢板桩，则必须要对其是否会影响到表层土以及地基土做出综合性考量。

3 矿山岩土工程深基坑勘查技术

3.1 高密度电阻率技术

在针对矿山岩土工程深基坑展开勘查工作的过程中，高密度电阻率技术属于应用比较普遍且广泛的一种勘查技术，此技术主要是将岩土不同的介质作为依据来收获施工所在区域深基坑实际岩土信息的。在针对此技术加以利用的过程中，勘查人员需要于指定的部位来对电场进行施加，随后，同地下环境电流的变化规律以及传导规律相结合，从而对深基坑具体的岩土性质做出明确。除此之外，采取该技术，可以采用供电电极，向深基坑地下直接输送直流电，随后，在对深基坑地下实际的直流电分布状况予以剖析后，测算出电场持续作用下深基坑地表的电阻率[7]。科学性、精准性以及效率高是此技术主要的运用优势，可以促使勘查人员对所在区域深基坑的岩土数据做出自动化采集，也有效规范整体的技术流程。

3.2 多瞬面波技术

针对于多顺面波技术来讲，普遍是将不同介质下面波在传播速度方面所产生的差异作为依据，视瞬态冲击力为主要的震源，通过脉冲荷载作用的运用，并采取相关的传感设施，来采集介质传播垂直化分布的面波信息，并且于计算机中制成相关的波形图，同分散介质的特点相结合，利用不断变化的曲线来精准判定具体的介质类型，促使勘查人员可以充分明确矿山岩土工程深基坑实际岩土状态及地质信息的一种勘查技术[8]。目前，该技术的优势主要包含几个方面：①此技术能够同物理特性以及面波特征相结合，将介质的种类于深度作为依据，从而对矿山岩土工程的实际岩土状态与地质信息予以获取；②此技术主要采取两种勘查方法，即稳态法以及瞬态法，从而对区域不同的条件予以匹配，以此来促使此技术能够获取更具精准度以及科学度的勘查结果。

3.3 大地电场岩性探测技术

现阶段，在实施物探方面的工作期间，大地电场岩性探测属于全新且较为先进的一种技术，此技术的运作原理主要是接收太阳风当中所含有的电磁波，并且在深基坑地下介质界面接收电磁波的过程中，有低频反射电磁信息的生成，在辨别及剖析此电磁信息时，对深基坑岩层界面的具体类别与厚度有所明确，同时，也对深基坑地下是否有含水层、断层以及油气层等地质构造做出充分了解。目前，由于岩石深度与介质等方面存在一定的差别，因此，电磁波所产生的反射速度与反射幅度同样也存在着较大的差异。由此可见，在反射电磁波期间，通过对其生成的方式与幅度展开判断，能够对岩石所处深度、地层介质类别等信息做出精准明确，保障勘查的结果更具真实度、精确度以及实践度，目前在勘查矿山岩土工程深基坑方面，得到了广泛且普遍的运用[9]。在实际采取大地电场岩性探测技术期间，其优势主要包含几个方面：①在操作与其相关的设施方面，此技术要更具简便性，且可以有效缩小设施的体积，从而方便勘查人员的随身携带；②在采取该技术期间，能够有效降低噪音分贝，同时在采用好该技术之后，区域内不会有任何废弃物的残留，由此能够充分表明此技术的环保性较高，可以有效维护区域内及周边的生态环境，避免环境受到任何污染影响；③此技术目前能够达到1万米以上的勘查深度，具备广泛且深的勘查距离，同时，即便各种物料存在各异的类别，此技术同样可以对其做出精准勘查，以便勘查结果具备更理想的真实性以及整体性；④正式采用大地电场岩性探测技术期间，往往可以有效避免天然电磁波、地下水或者是电压等外部因素对其应用效果所造成的负性影响，促使运用此勘查技术期间，能够有效较少误差，获取更高精准度的勘查结果。

3.4 横波反射技术

勘查矿山岩土工程的过程中，同样也需要采用到横波反射技术，从而对深基坑的地下岩土情况做出精确探测，在具体采用横波反射技术期间，同多顺面波技术相较存在较高的相似度，通过物理特性的运用来收获勘查数据是两种技术相同的特点。针对于地震波来讲，予以传播期间，往往会受到地震波的影响，不同介质的地震波在传播的速度方面有所差别，因此，在正式勘查矿山岩土工程深基坑期间，横波反射技术可以对反射波予以迅速掌握，以此来对深基坑岩土介质具体类型有所明确。然而，针对于勘查人员来讲，想要对反射波做出剖析，就需要利用到检波器，此为采集横波反射信号的主要用具，通过检波器的利用，能够促使勘查人员精准剖析横波反射波，以此来全面采集深基坑地下环境中各种岩土信息，对矿山岩土工程的深基坑地质构造予以明确[10]。现阶段，横波反射波属于横纵反射技术中最广泛运用的技术，横波反射波由于更方便勘查人员的感受，且具备更高的分辨率以及更快的传播速度，因此，可协助勘查人员对勘查深基坑岩土数据的精准度做出有力的保障。

4 结语

综上所述，在持续发展我国社会经济的背景下，采矿事业目前已受到了各界的密切关注，而针对矿山岩土工程展开作业施工期间，运用深基坑勘查技术以及支护技术已变得愈加普遍、广泛。然而，在实际采用该两种技术时，尚有部分局限之处、不足之处。由此可见，相关从业者必须要深入且充分剖析这些问题，从而探索勘查技术以及支护技术更为有效、科学的应用对策，以此来保障后续施工的顺利、安全进行，也切实维护施工人员及采矿人员作业时的自身安全，促使矿产企业能够收获更多、更可观的经济效益，并朝着长远且稳定的发展方向迈进。